刍议如何加强电气二次设备状态检修

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摘要：随着科学技术的发展及新技术在电力系统中的应用，从定期检修过渡到状态检修是设备检修发展的必然趋势。电气二次设备状态检修是一个系统性的工程，状态检修掌握着消除设备缺陷的主动权，符合设备运行的发展规律，符合防患于未然的原则。本文就如何加强电气二次设备状态检修策略进行研究。

关键词; 状态检修; 必要性;电气二次设备; 应用难点

Abstract: With the development of science and technology and the application of new technology in power system, from regular maintenance to condition-based maintenance is the inevitable trend of the development of equipment maintenance. Electrical two equipment state maintenance is a systematic engineering, state maintenance control of eliminating equipment defects, consistent with the law of development of equipment operation, in accordance with the principle of nip in the bud. This paper studies how to strengthen the electric equipment state maintenance strategy two.

Key words; state maintenance; necessity; two electric equipment; application difficulties

中图分类号：TM62

前言：状态检修可以简单定义为：在设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果，科学安排检修时间和项目的检修方式。状态检修包括3层含义：设备状态监测、设备诊断和设备检修决策。其中，设备状态监测是状态检修的基础，设备诊断是以设备状态监测为依据，综合设备历史信息来判断设备的健康状况。

1.电力系统二次设备的状态监测内容及特点。

二次设备的状态监测是状态检修的基础。二次设备监测对象不是单一元件，而是一个单元或一个系统。二次设备状态监测对象主要包括：交流测量系统，包括 CT、PT二次回路绝缘良好、回路完整，测量元件的完好；直流系统，包括直流动力、操作及信号回路绝缘良好、回路完整；逻辑判断系统；包括硬件逻辑判断回路和软件功能。电气二次设备状态检修的特点。二次设备状态检修通过设备状态监测技术和设备自诊断技术，结合二次设备运行和检修的历史资料，对二次设备状态做出正确评价，并根据评价结果，科学安排检修的时间和项目。电气二次设备状态检修不仅要注重设备状态监测参数的提取，还要注重结合二次设备运行、检修和家族缺陷等设备历史资料，这样才能对二次设备状态做出全面的评价。

2．电气二次设备状态检修需求。

现在电网主接线方式在很大程度上限制了设备停役检修的时间，如一台半断路器接线方式的线路保护很难实现停电检修，除非结合线路停电检修;双母线接线方式已逐步取消旁路开关，变压器保护很难因保护校验而要求变压器停电，母差保护、失灵保护的定期检验安排更是困难重重。另一方面，带电校验保护具有实施上的安全风险和人员安全责任风险，因此，在实际运行中基本上很难保证保护设备可以有效地按照《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求完成检验项目;尤其数字式保护的特性在很大程度上取决于软件编程，这并非可以通过传统的检验项目来发现保护特性的偏差。数字式保护的实现技术使保护设备本身具有很强的自检功能。因此，作为装置本身的监测和诊断已具备实现的可能，保护装置检修决策的确定具有了可靠的基础。同时，电气设备状态检修其概念上的合理性和技术上的可实现性，使保护实行状态检修模式具有极强的示范效应和检修效率。

3． 电气二次设备状态评价策略。

电气二次设备状态检修的工作内容包括收集信息、综合分析、评估设备状态和制定检修方案。设备状态评价是制定检修方案的依据，建立合理的设备状态评价模型是电气二次设备状态检修的关键。电气设备状态检修的评估方法有神经网络评估法、基于模糊故障的评估分析方法、基于故障的状态评估方法等。本文列举了一种基于模糊综合评价的电气二次设备状态评估模型，该模型综合考虑了二次设备的状态监测信息和历史资料，对设备进行全面评估。

基于模糊综合评价的电气二次设备状态评估模型由2部分组成：设备基础评分B和设备状态因子E。（1）基础评分B。基础评分是对交接试验合格、具备投运条件的新设备或检修之后验收合格可重新投运的设备按照给出的项目和依据进行一次评分，作为之后设备状态评价的基础。表1列举了基础评分的参考依据：

（2）设备状态因子E。设备状态因子主要是反映设备当前状态的因子量，它是根据设备的状态监测信息，采用模糊综合评价模型得出。模糊综合评价模型是基于模糊数学的综合评价方法，该方法根据模糊数学的隶属度理论将定性评价转化为定量评价。该方法具有结果清晰、系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题。对二次设备状态因子建立模糊综合评价模型的步骤如下：a)确定评价因素集。首先根据二次设备的状态监测内容建立评判设备状态的因素集U，该集是以反映设备状态的各种状态量为元素组成的集合即， 式中：u1，u2…Un代表设备的各种状态量，综合反映设备的状态，可根据这些状态量对设备进行评价。b)确定评价因素的权重。在模糊综合评价模型中，各因素权重的分配对设备状态的评价结果起着至关重要的作用，确定合理的权重是模糊综合评价的关键步骤。本模型中采用层次分析法给出设备状态因子的权重。层次分析法根据专家和运行人员的经验来对设备状态因素排序评分，并对各因素进行两两比较，建立各层次因素的判断矩阵，在满足一致性检验的条件下，其最大特征值所对应的特征向量就是该层次因素相对于上一层元素的权重向量。根据层次分析法计算出评价因素集U的权重向量(4)。c)隶属矩阵的确立。因素集中的元素不再是简单的属于或不属于评价集中的某一级，在描述元素和评价集中的评价结果关系时需要用到隶属度，隶属度一般由隶属函数求出。分别求出评价因素的集中的第I个指标对应于评价集中评价V1，V2…Vm的属度r11，r12…Rm。

确定符合评价因素实际的录属函数是一个难点，通常确定方法有模糊统计法和模糊分布法等。

E】状态因子模糊综合评价，设备状态因子Ｅ可有公式［６］计算得出，即

式中0表示广义模糊合成运算，算子有多种方式，通常采用加权平均作为模糊综合评价Bj该算式可表示为

E的计算结果取值为0-1数值越大说明设备的在线监测状态越好。

（3）设备状态综合评价G。设备状态综合评价以百分制对设备状态进行评分，100分表示最佳设备状态，0分则表示需要尽快维修设备，其他情况的状态评分介于0-100分。设备状态综合评价G可由下式得出：G =B*E ．可根据设备状态综合评价Ｇ了解设备的状态，

表2推荐了设备状态的评价参考值。

电气二次设备的检修决策可根据设备状态综合评价并结合实际情况给出。

4. 需解决的应用难点

4.1保护装置本身容易实现状态监测，但由于电气二次回路是由若干继电器和连接各个设备的电缆所组成，除装置本身，还包含交流输入、直流回路、操作控制回路等，要通过在线监测全部继电器触点的状况、回路接线的正确性等则很难。

4.2二次设备状态检修应当以“安全第一”为原则，以提高设备的可靠性和管理水平为目的，通过对设备状态的掌握和跟踪，及时发现设备缺陷，合理安排检修计划和项目，提高检修效率和运行可靠性，不能因推行状态检修而导致电网运行安全水平降低，避免将状态检修错误理解为对设备检修周期的简单调整，甚至盲目延长检修周期，导致设备健康水平下降，运行可靠性降低。

4.3在继电保护设备要求进行状态检修的情况下，作为继电保护出口控制回路操作箱均采用硬件式结构，即由继电器直接在 220V 强电回路中通过二次线联接而成，接线繁杂，不具备自检、在线监测、数据远传等功能。虽然在综自站中该回路一部分硬接点可通过综自设备(如测控设计)进行上传监控，但要求所有接点检测，就使得二次回路接线复杂化，可靠性下降。继电保护设备状态检修实施的重要基础就是在设备状态特征量的采集上不能有盲区。显然，对保护设备实行状态检修而言，现有的一部分二次控制回路操作箱达不到要求。

结语：开展状态检修可以对设备当前的运行状态进行了解，根据设备的状态合理安排检修，避免设备状态劣化而导致设备故障，从而提高设备的安全运行水平和电网的供电可靠性。由于部分回路还没有监测手段，对设备状态无法进行实时的技术分析判断。为此，必须从电力系统全局出发，进行电气设备继电保护的相关研究。加强二次设备状态检修策略进行研究的同时，更应该完善设备的管理体制和提高设备管理和运行人员的素质，将设备检修管理工作的重点由修理转移到管理上来，为今后状态检修的实施打下基础。

参考文献：

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[2]周俊、马永才、徐翏、楼凤丹，微机型继电保护设备运行分析及状态检修的探讨[J].浙江电力，2005,(05).

[3]王维俭．电气主设备继电保护原理与应用[J]．北京：中国电力出版社，1996．